计算机组成原理例题习题概要1.pptVIP

【例】 设存储器容量为32字，字长64位，模块数m=4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期τ=50ns。问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少? 【解】 顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量都是： q=64位×4=256位 顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是： 　　 t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7s; 　　 t1=T+(m-1)τ=200ns+3×50ns=350ns=3.5×10-7s 　　 顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是： 　　 W2=q/t2=256÷(8×10-7)=32×107［位/s］ ??? W1=q/t1=256÷(3.5×10-7)=73×107［位/s］ 【例】CPU执行一段程序时，Cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知Cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns，求Cache/主存系统的效率和平均访问时间。 【解】先求出命中率及倍率： Cache/主存系统的效率： 平均访问时间： 或 【例】一台计算机的主存容量为16M字，Cache容量为64K字，每块的大小为1K个字，主存和Cache之间采用组相联映像，假设每组为16块。请设计在此条件下的主存地址格式和Cache地址格式。 【解】：主存容量16M=224字，Cache容量64K=216字，块的大小1K=210字 ∵ 64K/(16×1K)=4 ∴ Cache分为4组。 主存分区： 16M/64K=28 因此主存分为256（28）个区。 Cache地址格式如下： 主存地址格式如下： 组号 块号 块内地址 2位 4位 10位 组号 块号 块内地址 区号 8位 2位 4位 10位 【例】：已知主存容量为64MB，虚存容量为4GB，页面大小为16KB，求页表长度？ 【解】： 以字节为单位，已知： 主存容量为64MB=225B，即主存地址为 25位； 虚存容量为4GB=232B，虚存地址为32位； 页面大小为16KB=214B，即页大小为14位； 因页表要包含所有虚（逻辑）页号，故页表长度为： 32-14=18位，即218。 虚页号（18位） 页地址（14位） 虚存容量（32位） 【例】：某虚拟存储器共有8个页面，每页为1024个字，实际主存为4096个字，采用页表法进行地址映象。映象表如表所示（1表示装入）。 实页号 3 1 2 3 2 1 0 0 装入位 1 1 0 0 1 0 1 0 【解】： （1）页面失效的虚页号： 2、3、5、7。 （2）地址（逻辑地址） 0，3728， 1023，1024。 页内位移： 0， 656， 1023， 0 实地址： 3072， 无， 4095，1024 1. 会发生页面失效的全部虚页号； 2. 按以下虚地址计算主存实地址：0，3728，1023，1024。 扩展操作码举例 4位 6位 6位 二地址指令： OP A1 A2 10位 6位 一地址指令： OP A 16位 零地址指令： OP 【例】 设某指令系统，有三类指令，如图所示，假设二地址指令有15条，一地址指令62条，则零地址指令最多有多少条？整个指令系统可以有多少条指令？ 【分析】 二地址指令有15条，则其未使用的编码还剩下： 24-15=1个 设没使用的编码为1111，这个编码作为一地址指令操作码的扩展标志， 1111 XXXXXX 由于A1字段的位数是6位，因此用一个扩展标志1111就可以扩展出26=64种一地址指令的操作码。 如果机器只需要62条一地址指令，则余下的两个编码（1111111110、1111111111）都可以作为零地址指令操作码的扩展标志，扩展到一地址指令的A字段，就形成了零地址指令。 1111 111110 1111 111111 由于A字段的位数是6位，因此用两个标志位可以扩展出2×26=128种零地址指令的操作码。 整个指令系统可以有 15+62+128=205条指令。 若指令系统要求设计180条一地址指令，则二地址指令最多可以有多少